Khảo sát điều kiện nuôi cấy chủng bacillus marisflavi dd1 1 để thu nhận carotenoid

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VŨ THANH THẢO KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CHỦNG BACILLUS MARISFLAVI DD1.1 ĐỂ THU NHẬN CAROTENOID CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ NGÀNH : 60 42 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VŨ THANH THẢO KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CHỦNG BACILLUS MARISFLAVI DD1.1 ĐỂ THU NHẬN CAROTENOID CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ NGÀNH : 60 42 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN CÁT ĐÔNG Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ, Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 08 năm 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP HCM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Vũ Thanh Thảo Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 09-10-1984 Nơi sinh: Hải Dương Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học MSHV: 03108146 Khóa (năm trúng tuyển): 2008 I- TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CHỦNG BACILLUS MARISFLAVI DD1.1 ĐỂ THU NHẬN CAROTENOID II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:   Khảo sát điều kiện phát triển tối ưu chủng B marisflavi DD1.1 Khảo sát đường cong tăng trưởng chủng DD1.1 với hàm hượng carotenoid sinh môi trường TSB  Khảo sát môi trường thay TSB cho việc thu nhận carotenoid chủng DD1.1  Khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến tích tụ carotenoid DD1.1 III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS TRẦN CÁT ĐÔNG Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS TRẦN CÁT ĐÔNG PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy: PGS.TS Trần Cát Đông Thầy người tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi quan tâm sâu sắc giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến tất thầy cô Bộ Môn Vi Sinh-Ký Sinh, giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến tất thầy cô Bộ Môn Công nghệ Sinh học, đại học Bách Khoa, tận tình bảo em suốt trình học tập Xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp phịng Thí nghiệm Vi Sinh Công Nghệ Dược: chị Giao Long, chị Quỳnh Như, anh Thanh Thuận, Bái Nhi, Minh Trí, Thanh Thảo người bạn tơi chia sẻ khó khăn, động viên thời gian làm luận văn Kinh phí thực luận văn tài trợ từ dự án Colorspore-KBBE- 207948 Phịng Thí Nghiệm Vi Sinh Cơng Nghệ Dược Vũ Thanh Thảo TĨM TẮT Carotenoid nhóm hợp chất chống oxi hóa tự nhiên biết đến nhiều thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học Carotenoid thường có sinh vật quang hợp Gần đây, nhóm sinh vật khơng quang hợp, lồi Bacillus xem nguồn cung cấp carotenoid Trong báo cáo này, nghiên cứu điều kiện phát triển môi trường thay từ nguyên liệu rẻ tiền chủng Bacillus marisflavi DD1.1 phân lập từ biển, để sản xuất sinh khối Bacillus giàu carotenoid Đồng thời, nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện ánh sáng khoáng bổ sung (Fe2+, Ca2+, Mg2+) đến lượng carotenoid tạo Kết cho thấy chủng DD1.1 phát triển tối ưu pH 8, 37oC, NaCl 3% Dịch chiết đậu nành 5% môi trường thay thích hợp thu nhận lượng carotenoid tối ưu thời điểm với sinh khối tế bào đạt cực đại (ở đầu pha ổn định tế bào) Ngoài ra, việc sản xuất carotenoid kích thích ánh sáng trắng khống bổ sung (Fe2+ 12,5 ppm, Ca2+ 25 ppm, Mg2+ 37,5 ppm) với hàm lượng carotenoid điều kiện tối ưu đạt 1735 μg/L ABSTRACT Carotenoids are a group of compounds that are well known as natural antioxidants They occur universally in photosynthetic organisms Among non-photosynthetic organisms, Bacillus species have recently been identified as a new source of carotenoid In this work, Bacillus marisflavi DD1.1 isolated from marine environments was investigated for the growth conditions and alternative media to produce biomass for used as a functional food materials rich in carotenoid The effects of lighting condition and mineral supplements (Fe2+, Ca2+ Mg2+) were also studied The results showed that pH 8, 37oC, NaCl 3% were optimal growth conditions for strain DD1.1 In addition, 5% soybean extract can be used as alternative medium with maximal carotenoid level and biomass can be harvested at the same time (at early stationary phase) The stimulation from white light along with mineral supplements including Fe2+ 12.5 ppm, Ca2+ 25 ppm and Mg2+ 37.5 ppm resulted in maximal carotenoid content of 1735 μg/L i MỤC LỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC BẢNG DANH MỤC ĐỒ THỊ iv v v vi vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan carotenoid 1.1.1 Cấu trúc đặc điểm hóa học 1.1.2 Tác dụng sinh học 1.1.3 Tác dụng dược lý 1.1.4 Sự hấp thu, phân bố thể 1.1.5 Ứng dụng nguồn cung cấp carotenoid công nghiệp .10 1.2 Tổng quan vi khuẩn sinh carotenoid 12 1.2.1 Các loài vi khuẩn sinh carotenoid 12 1.2.2 Con đường sinh tổng hợp carotenoid vi khuẩn 15 1.3 Tổng quan Bacillus marisflavi 18 1.3.1 Tổng quan Bacillus 18 1.3.2 Bacillus marisflavi 20 1.4 Khái quát môi trường lên men 23 1.4.1 Môi trường lên men 23 1.4.2 Các loại môi trường lên men 24 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn chất môi trường lên men 24 1.4.4 Các yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến điều hịa sinh tổng hợp carotenoid vi sinh vật .25 1.5 Nghiên cứu nước carotenoid từ vi sinh vật 31 1.5.1 Nghiên cứu nước 31 1.5.2 Nghiên cứu nước 32 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Vật liệu 35 35 2.2.1 Dụng cụ, thiết bị .35 ii 2.2.2 Hóa chất, mơi trường 35 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 2.3.1 Bố trí thí nghiệm 36 2.3.2 Quan sát hình thái vi khuẩn 37 2.3.3 Khảo sát điều kiện phát triển chủng DD1.1 37 2.3.4 Khảo sát đường cong sinh trưởng hàm lượng carotenoid môi trường TSB 38 2.3.5 Khảo sát môi trường thay TSB để thu nhận carotenoid 40 2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố lên hàm lượng carotenoid 42 2.3.7 Xác định mật độ tế bào môi trường khảo sát 43 2.3.8 Xác định thời gian hệ vi sinh vật .43 2.3.9 Phương pháp chiết carotenoid 44 2.3.10 Phương pháp xác định hàm lượng carotenoid 45 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48 3.1 Đặc điểm hình thái 3.2 Điều kiện phát triển tối ưu 49 49 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 49 3.2.2 Ảnh hưởng pH 50 3.2.3 Yếu tố nồng độ NaCl 51 3.3 Đường cong sinh trưởng hàm lượng carotenoid chủng DD1.1 TSB 52 3.3.1 Đường cong tăng trưởng chủng DD1.1 TSB 52 3.3.2 Hàm lượng carotenoid môi trường TSB 54 3.4 Khảo sát môi trường thay TSB 58 3.4.1 Khảo sát môi trường thay 58 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ đậu dịch chiết 60 3.5 Đường cong tăng trưởng, hàm lượng carotenoid môi trường thay 62 3.5.1 Khảo sát đường cong tăng trưởng 62 3.5.2 Hàm lượng carotenoid theo thời gian môi trường Đ5% 63 3.6 Khảo sát ảnh hưởng ánh sáng 64 3.7 Khảo sát ảnh hưởng khoáng 65 3.7.1 Ảnh hưởng Fe2+ .65 3.7.2 Ảnh hưởng Ca2+ .67 3.7.3 Ảnh hưởng Mg2+ 68 3.8 Bàn luận 69 iii 3.8.1 Điều kiện phát triển DD1.1 69 3.8.2 Môi trường thay TSB .69 3.8.3 Đường cong tăng trưởng hàm lượng carotenoid theo thời gian 70 3.8.4 Ảnh hưởng ánh sánh khoáng chất .71 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 72 4.1 Kết luận 4.2 Đề nghị CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 74 75 76 66 Kết bàn luận Dựa vào kết thu được, tăng nồng độ Fe2+ từ đến 25 ppm, không ảnh hưởng đến phát triển của DD1.1, với mật độ tế bào nằm khoảng 23,9 đến 24,5x108 CFU/ml Nhưng tăng nồng độ sắt lên 37,5 50 ppm phát triển DD1.1 giảm xuống Khi xem xét tổng lượng carotenoid tạo ra, hàm lượng carotenoid tăng lên nồng độ Fe2+ 12,5 ppm 25 ppm với hàm lượng 1366 μg/L, giảm xuống tăng nồng độ sắt lên 37,5 50 ppm khác biệt có ý nghĩa thơng kê với F=651 > Fcrit =5,99 với α=0,01 12,5 25 37,5 50 Hình 3.10 Sinh khối DD1.1 sau đơng khơ nồng độ Fe2+ Vì bổ sung thêm Fe2+ vào mơi trường kích thích tạo thành gốc hydroxyl, mà gốc có vai trị kích thích tổng hợp carotenoid, nhiên tăng nồng độ Fe2+ lên, số lượng gốc hydroxyl tạo nhiều ảnh hưởng đến phát triển tế bào dẫn đến tổng lượng carotenoid tạo giảm xuống Vậy bổ sung sắt vào môi trường với nồng độ 12,5 ppm 25 ppm kích thích chủng DD1.1 tạo carotenoid ĐC 12,5 25 37,5 50 Hình 3.11 Ảnh hưởng Fe2+ lên hàm lượng carotenoid chủng DD1.1 67 Kết bàn luận 3.7.2 Ảnh hưởng Ca2+ Khảo sát ảnh hưởng Ca2+ từ đến 50 ppm với nồng độ Fe2+ tối ưu 12,5 ppm Mg2+ 12,5 ppm môi trường Đ5%, pH 8, chiếu ánh sáng trắng liên tục Kết trình bày Bảng 3.8 Bảng 3.8 Ảnh hưởng Ca2+ lên hàm lượng carotenoid chủng DD1.1 Nồng Hàm lượng 2+ Số tế bào độ Ca carotenoid (CFU/ml  108) (ppm) (μg/gSKK) Khối Hàm lượng lượng carotenoid SKK (g/l) (μg/L) 24,70,56 3726,1 3,520,08 134722 12,5 25,70,63 3967,2 3,530,10 139726 25 25,80,86 4336,4 3,550,13 153825 37,5 25,10,48 3948,3 3,530,06 139027 50 24,80,67 3767,5 3,520,04 132325 Đối với sinh khối chủng DD1.1, tăng nồng độ Ca2+ từ đến 50ppm không ảnh hưởng đến sinh trưởng chủng với mật độ tế bào nằm khoảng từ 24,7x108 đến 25,8x108 CFU/ml Bên cạnh đó, xem xét tổng lượng carotenoid tạo ra, hàm lượng carotenoid (μg/L) tăng lên tăng nồng độ Ca2+ từ đến 25 ppm (1508 μg/L) sau giảm xuống tăng nồng độ Ca2+ lên 50 ppm (sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với F= 12,4 > Fcrit = 5,99) Vậy bổ sung Ca2+ vào mơi trường kích thích tích lũy carotenoid tế bào chủng DD1.1 thêm Ca2+ không ảnh hưởng đến sinh khối chủng vi khuẩn Điều giải thích sau: Ca2+ cofactor nhiều enzym liên quan đến trình sinh tổng hợp carotenoid, thêm ion vào mơi trường kích thích chủng DD1.1 sinh tổng hợp carotenoid Tóm lại, nồng độ Ca2+ 25 ppm kích thích chủng DD1.1 tạo carotenoid 68 Kết bàn luận 3.7.3 Ảnh hưởng Mg2+ Khảo sát ảnh hưởng Mg2+ từ đến 50 ppm với nồng độ Fe2+ tối ưu 12,5 ppm Ca2+ 25 ppm môi trường Đ5%, pH 8, chiếu ánh sáng trắng liên tục Kết trình bày Bảng 3.9 Bảng 3.9 Ảnh hưởng Mg2+ lên hàm lượng carotenoid DD1.1 Nồng Số tế bào độ Mg2+ (CFU/ml 108) (ppm) Hàm lượng carotenoid (μg/gSKK) Hàm lượng Khối lượng carotenoid SKK (g/l) (μg/L ) 26,10,52 4066,2 3,630,07 147622 12,5 26,10,74 4205,6 3,620,08 152316 25 26,00,46 4496,6 3,640,10 163715 37,5 26,40,58 4758,9 3,650,13 173525 50 25,90,63 42114 3,610,06 152218 Từ kết khảo sát, nhận thấy tăng nồng độ Mg2+ bổ sung từ đến 50 ppm, không ảnh hưởng đến lượng sinh khối tạo chủng DD1.1, với mật độ tế bào khoảng 26,1x108 CFU/ml Tuy nhiên xem xét tổng lượng carotenoid tạo ra, hàm lượng carotenoid tăng tăng nồng độ Mg2+ từ đến 37,5 ppm với hàm lượng carotenoid cao 1735 μg/L nồng độ 37,5 ppm, giảm xuống nồng độ Mg2+ 50 ppm Kết hợp hai yếu tố sinh khối tế bào hàm lượng carotenoid, nhận thấy gia tăng hàm lượng tích lũy carotenoid tế bào tăng lên bổ sung Mg2+ Tương tự Ca2+, Mg2+ cofactor enzym tham gia vào trình sinh tổng hợp carotenoid thêm Mg2+ vào mơi trường kích thích việc tạo carotenoid Tóm lại bổ sung khoáng gồm: Fe2+ 12,5 ppm, Ca2+ 25 ppm Mg2+ 37,5 ppm có tác dụng kích thích chủng DD1.1 tạo lượng carotenoid cao nhất, lượng carotenoid tạo bổ sung khoáng tăng 1,4 lần so với mơi trường Đ5% khơng bổ sung khống 69 Kết bàn luận 3.8 Bàn luận 3.8.1 Điều kiện phát triển DD1.1 Chủng DD1.1 phát triển điều kiện nhiệt độ tối ưu từ 30oC đến 40oC nồng độ muối tối ưu từ đến 5%, phát triển nồng độ muối 0% Kết tương tự với kết Yoon cộng (2004) với nhiệt độ phát triển tối ưu từ 30oC đến 37oC nồng độ muối từ đến 5% Nhưng chủng DD1.1 phát triển pH kiềm so với chủng TF-11 Chủng TF-11 có khoảng pH tối ưu đến chủng DD1.1 phát triển pH 6, phát triển tối ưu khoảng pH từ đến 9, sống pH 10 11 Điều giải thích nguổn phân lập chủng DD1.1 TF-11 khác nên khả thích nghi với pH hai chủng khác 3.8.2 Môi trường thay TSB Trong 10 môi trường khảo sát, môi trường dịch chiết đậu thích hợp cho gia tăng sinh khối chủng DD1.1 Điều giải thích mơi trường dịch chiết đậu có hàm lượng protein cao (lượng protein có 100g đậu 36g) thành phần khác dầu, acid béo no không no số tiền chất carotenoid giúp kích thích q trình sinh trưởng tích lũy carotenoid [34, 48] Theo nghiên cứu Chang Stone nuôi cấy Lactobacillus môi trường đậu nành với tỉ lệ khác giúp kích thích sinh trưởng lượng acid tạo Lượng enzym protopectinase Bacillus subtilis đạt 2200-2400 U/ml môi trường đậu nành 40 g/l nghiên cứu Matsumoto [38] Nghiên cứu Papaioannou cộng cho thấy bổ sung thêm dầu đậu nành vào môi trường nuôi cấy Blakeslea trispora làm tăng hàm lượng carotenoid tạo [41], sử dụng dầu đậu nành với lượng 10g/l tăng hàm lượng caroten tạo Blakeslea trispora lên 40 lần so với môi trường đối chứng sử dung nguồn carbon glucose [36] Bên cạnh chúng tơi nhận thấy xét lượng carotenoid tạo tế bào lượng carotenoid tạo mơi trường G 22,3x10-10 μg cao 70 Kết bàn luận môi trường TSB 11,8x10-10 Đ 5,2x10-10 μg Do carotenoid sản phẩm thứ cấp tế bào vi khuẩn, giúp bảo vệ tế bào điều kiện sống bất lợi, môi trường G tế bào sinh trưởng phát triển nên hàm lượng carotenoid tích lũy cao mơi trường TSB mơi trường Đ Với mục đích thu nhận lượng carotenoid cao từ DD1.1 chọn môi trường thay TSB môi trường Đ, có lượng carotenoid tích lũy tế bào thấp số lượng vi khuẩn môi trường cao môi trường TSB mà lượng carotenoid sinh nhiều TSB Hay nói cách khác, mơi trường thay Đ lượng carotenoid tích lũy theo xu hướng thứ nghĩa tổng hàm lượng carotenoid thu nhận tăng lên gia tăng sinh khối gia tăng hoạt động enzym dẫn đến hàm lượng carotenoid tích lũy tế bào tăng lên Ngồi ra, xem xét giá thành môi trường lên men, 1lit mơi trường Đ5% có giá 1.500 đồng so với môi trường TSB 40.000 đồng, giảm 26,6 lần Hơn nữa, đậu nành nguồn nguyên liệu có sẵn Việt Nam nên thuận tiện cho việc sử dụng Vậy chọn môi trường thay với hàm lượng carotenoid tạo nhiều giá thành môi trường thấp so với môi trường TSB 3.8.3 Đường cong tăng trưởng hàm lượng carotenoid theo thời gian Thời gian hệ DD1.1 môi trường Đ5% 0,815 nhanh môi trường TSB với thời gian hệ 0,915 So sánh với thời gian hệ chủng Bacillus khác Bacillus cereus với thời gian hệ 0,29 37oC, pH 7,4 điều kiện hiếu khí, chủng DD1.1 có tốc độ phát triển chậm [18] Dựa vào đường cong tăng trưởng chủng DD1.1 môi trường môi trường TSB môi trường Đ5%, hàm lượng carotenoid tạo tăng với tăng trưởng chủng DD1.1 pha lũy thừa đạt cực đại vào đầu pha ổn định chủng DD1.1 (16 đến 18 sau lên men với mật độ tế bào ban đầu khoảng 106 CFU/ml) Như thu nhận carotenoid với hàm lượng cao với sinh khối tế bào Kết phù hợp với nghiên cứu Veiga-Crespo 71 Kết bàn luận cộng Gordonia jacobaea với lượng canthaxanthin thu đạt cao vào đầu pha ổn định tế bào [51] 3.8.4 Ảnh hưởng ánh sánh khoáng chất Khi thay đổi bước sóng ánh sáng, ni cấy điều kiện không chiếu sáng (tối) không ảnh hưởng đến phát triển sinh khối hàm lượng carotenoid tích lũy chiếu sáng nhiều so với khơng chiếu sáng Tương tự tăng nồng độ Ca2+ Mg2+ không ảnh hưởng đến phát triển chủng DD1.1 lại tăng hàm lượng carotenoid tạo nồng độ Ca2+ 25 ppm Mg2+ 37 ppm Fe2+ 12,5 ppm Như ánh sáng khống bổ sung có tác động kích thích q trình sinh tổng hợp carotenoid theo xu hướng thứ hai, nghĩa chiếu ánh sáng trắng bổ sung thêm khống vào mơi trường ni cấy kích thích việc tổng hợp hoạt động enzym tham gia vào trình sinh tổng hợp carotenoid lượng carotenoid tích lũy tăng lên Kết khảo sát ảnh hưởng ánh sáng phù hợp với nghiên cứu trước đây, nghiên cứu Khanafari cộng sự, ánh sáng trắng có ảnh hưởng tích cực đến khả sinh carotenoid Mucor hiemalis với lượng carotenoid tạo khoảng 1,3mg/g tăng 2,6 lần so với không chiếu sáng 0,45 mg/g [30] Khi bổ sung thêm Fe2+, Mg2+ Na+ vào môi trường nuôi cấy Rhodobacter sphaeroides kích thích việc sinh tổng hợp carotenoid với lượng carotenoid tăng lên 1,45 lần [24]; nấm men Rhodotorula graminis, hàm lượng carotenoid tăng lên 3,7 lần mơi trường có bổ sung khống [21] 72 Kết luận đề nghị CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 73 Kết luận đề nghị 4.1 Kết luận Theo mục tiêu cụ thể đề luận văn, chúng tơi có kết luận sau:  Xác định điều kiện phát triển tối ưu cho chủng DD1.1 - Bacillus marisflavi, với điều kiện sau: - Nhiệt độ: 37oC - pH: - Nồng độ NaCl: 3%  Khảo sát 10 môi trường thay TSB để thu nhận carotenoid, chọn mơi trường Đ 5% mơi trường thích hợp với hàm lượng carotenoid thu 1196 μg/L gấp 3,7 lần so với TSB  Xây dựng đường cong tăng trưởng xác định thời gian hệ hàm lượng carotenoid theo thời gian mơi trường TSB Đ5% - Chủng DD1.1 có hai loại carotenoid có thời gian lưu 5,1 phút 10,1 phút (canthaxanthin) - Trên TSB: thời gian hệ 0,914 giờ, hàm lượng carotenoid tối ưu đạt với sinh khối 317 μg/L thời gian 16 - Trên môi trường Đ 5%: thời gian hệ 0,815 giờ, hàm lượng carotenoid tối ưu đạt với sinh khối 1258 μg/L thời gian 16  Ánh sáng trắng nồng độ Fe2+ 12,5 ppm, Ca2+ 25 ppm Mg2+ 37,5 ppm yếu tố kích thích việc sản xuất carotenoid chủng DD1.1 với hàm lượng carotenoid đạt điều kiện tối ưu hóa 1735 μg/L 74 Kết luận đề nghị 4.2 Đề nghị Sau thực đề tài, chúng tơi có số đề nghị sau:  Khảo sát quy trình sản xuất sinh khối chủng DD1.1 nồi lên men  Nghiên cứu quy trình chiết tách tạo chế phẩm giàu carotenoid từ chủng Bacillus marisflavi DD1.1 75 CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ Bùi Minh Giao Long, Vũ Thanh Thảo, Trần Cát Đông, (2010) Sàng lọc chủng vi khuẩn sinh carotenoid từ biển hơ tơm Việt Nam Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, 14(1): tr 1-5 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] [2] [3] [4] [5] Bùi Minh Giao Long, Vũ Thanh Thảo, Trần Cát Đông, (2010) Sàng lọc chủng vi khuẩn sinh carotenoid từ biển hô tôm Việt Nam Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, 14(1): tr 1-5 Nguyễn Đức Quỳnh Như, (2008) Sàng lọc in vitro số chủng Bacillus làm probiotic cho thuỷ sản Luận văn Thạc sỹ, Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM Nguyễn Minh Đức, (2006) Sắc ký lỏng hiệu cao số ứng dụng vào nghiên cứu, kiểm nghiệm dược phẩm, dược liệu hoạt chất tự nhiên: NXB Y học 279 tr Nguyễn Văn Thanh, Trần Cát Đông cộng sự, (2009) Công nghệ sinh học Dược: NXB Y học 315 tr Phan Tú Anh, (2003) Sinh tổng hợp sinh khối Rhodotorula giàu ProteinCarotenoid- Báo cáo tổng kết nghiệm thu đề tài chương trình vườn ươm sáng tạo KHKT trẻ, Sở Khoa học Công nghệ - Thành Đoàn Tp HCM Tài liệu Tiếng Anh [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Bhosale, P., (2004) Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganisms Appl Microbiol Biotechnol, 63(4): p 351-61 Duc Le, H., P D Fraser, N K Tam, et al., (2006) Carotenoids present in halotolerant Bacillus spore formers FEMS Microbiol Lett, 255(2): p 21524 Gibson, T., Ruth E Gordon, (1975) Bacillus, in Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, R E Buchanan, N E Gibbons, Editors., Williams & Wilkins p 576-583 Hunter, W N., (2007) The non-mevalonate pathway of isoprenoid precursor biosynthesis J Biol Chem, 282(30): p 21573-7 Jensen, S L., (1965) Biosynthesis and function of carotenoid pigments in microorganisms Annu Rev Microbiol, 19: p 163-82 Johnson, E A., W A Schroeder, (1996) Microbial carotenoids Adv Biochem Eng Biotechnol, 53: p 119-78 Latha, B V , K Jeevaratnam, H S Murali, et al., (2005) Influence of growth factors on carotenoid pigmentation of Rhodotorula glutinis DFRPDY from natural source Indian Journal of Biotechnology, 4(3): p 353-357 Misawa, N., H Shimada, (1997) Metabolic engineering for the production of carotenoids in non-carotenogenic bacteria and yeasts J Biotechnol, 59(3): p 169-81 77 [14] Vadali, R V., Y Fu, G N Bennett, et al., (2005) Enhanced lycopene productivity by manipulation of carbon flow to isopentenyl diphosphate in Escherichia coli Biotechnol Prog, 21(5): p 1558-61 [15] Armstrong, G A., J E Hearst, (1996) Carotenoids 2: Genetics and molecular biology of carotenoid pigment biosynthesis FASEB J., 10(2): p 228-237 [16] Asker, D., Y Ohta, (1999) Production of canthaxanthin by extremely halophilic bacteria J Biosci Bioeng, 88(6): p 617-21 [17] Bendich, A., J A Olson, (1989) Biological actions of carotenoids Faseb J, 3(8): p 1927-32 [18] Benedict, R.C., T Partridge, D Wells, et al., (1993) Bacillus cereus: Aerobic growth kinetics Journal of Food Protection, 56(3): p 211-214 [19] Bhosale, P., P S Bernstein, (2005) Microbial xanthophylls Appl Microbiol Biotechnol, 68(4): p 445-55 [20] Britton, G, (1995) Structure and properties of carotenoids in relation to function FASEB J., 9: p 1551-1558 [21] Buzzini, P., A Martini, M Gaetani, et al., (2005) Optimization of carotenoid production by Rhodotorula graminis DBVPG 7021 as a function of trace element concentration by means of response surface analysis Enzyme and Microbial Technology 36: p 687-692 [22] Certik, M., V Hanusova, E Breierova, et al., (2009) Biotechnological Production and Properties of Carotenoid Pigments in Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, Ching T Hou, Jei-Fu Shaw, Editors., CRC Press p 355-375 [23] Chattopadhyay, M K., (2006) Mechanism of bacterial adaptation to low temperature J Biosci, 31(1): p 157-65 [24] Chen, D., Y Han, Z Gu, (2006) Application of statistical methodology to the optimization of fermentative medium for carotenoids production by Rhodobacter sphaeroides Process Biochemistry 41: p 1773-1778 [25] Deming, D M., T W.-M Boileau, K H Heintz, et al., (2002) Carotenoids: linking chemistry, absorption and metabolism to potential roles in human health and disease, in Handbook of antioxidants Enrique Cadenas, Lester Packer, Editors., University of Illinois [26] El-Agamey, A., G M Lowe, D J McGarvey, et al., (2004) Carotenoid radical chemistry and antioxidant/pro-oxidant properties Arch Biochem Biophys, 430(1): p 37-48 [27] Feijoo, S C., L N cotton, C E Watson, et al., (1997) Effect of storage temperatures and ingredients on growth of Bacillus cereus in coffee creamers J Dairy Sci, 80: p 1546–1553 [28] Hong, HA, Le H Duc, SM Cutting, (2005 ) The use of bacterial spore formers as probiotics FEMS Microbiol Rev , 29(4): p 813-835 [29] Johnson, E., W Schroeder, (1996) Microbial carotenoids, in Downstream Processing Biosurfactants Carotenoids p 119-178 78 [30] Khanafari, A., K Tayari, M Emami, (2008) Light Requirement for the Carotenoids Production by Mucor hiemalis Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 11(1): p 25-32 [31] Khaneja, R., L Perez-Fons, S Fakhry, et al., (2009) Carotenoids found in Bacillus Journal of Applied Microbiology, 9999(9999) [32] Kim, S., J Lee, C Lee, et al., (2007) Increased Carotenoid Production in Xanthophyllomyces dendrorhous G276 Using Plant Extracts The Journal of Microbiology, 45(2): p 128-132 [33] Lichtenthaler, H K., (2000) Non-mevalonate isoprenoid biosynthesis: enzymes, genes and inhibitors Biochem Soc Trans, 28(6): p 785-9 [34] Liu, K., (2004) Soybeans as a powerhouse of nutrients and phytochemicals, in Soybeans as functional foods and ingredients, KeShun Liu, Editor., AOCS Publishing p 12-34 [35] Lowe, G M., R F Bilton, I G Davies, et al., (1999) Carotenoid composition and antioxidant potential in subfractions of human low-density lipoprotein Ann Clin Biochem, 36 ( Pt 3): p 323-32 [36] Mantzouridou, F, MZ Tsimidou, T Roukas, (2006) Performance of crude olive pomace oil and soybean oil during carotenoid production by Blakeslea trispora in submerged fermentation J Agric Food Chem , 54(7): p 25752581 [37] Martin, H D , C Ruck, M Schmidt, et al., (1999) Chemistry of carotenoid oxidation and free radical reactions Pure Appl Chem., 71(12): p 2253 [38] Matsumoto , T, Y Sugiura, A Kondo, et al., (2000) Efficient production of protopectinases by Bacillus subtilis using medium based on soybean flour Biochem Eng J , 6(2): p 81-86 [39] McNulty, H., R F Jacob, R P Mason, (2008) Biologic activity of carotenoids related to distinct membrane physicochemical interactions Am J Cardiol, 101(10A): p 20D-29D [40] Nishino, H., H Tokuda, M Murakoshi, et al., (2008) Cancer prevention by natural carotenoids BioFactors, 13(1-4): p 89 - 94 [41] Papaioannou, E H., M Liakopoulou-Kyriakides, (2010) Substrate contribution on carotenoids production in Blakeslea trispora cultivations Food and Bioproducts Processing, 88(2-3): p 305-311 [42] Polyakov, N E., T V Leshina, T A Konovalova, et al., (2001) Carotenoids as scavengers of free radicals in a fenton reaction: antioxidants or pro-oxidants? Free Radical Biology and Medicine, 31(3): p 398-404 [43] Rodriguez-Villalon, A., J Perez-Gil, M Rodriguez-Concepcion, (2008) Carotenoid accumulation in bacteria with enhanced supply of isoprenoid precursors by upregulation of exogenous or endogenous pathways J Biotechnol, 135(1): p 78-84 [44] Sanda, T., S Iida, S Kayukawa, et al., (2007) Induction of class II major histocompatibility complex expression in human multiple myeloma cells by retinoid Haematologica, 92(1): p 115-20 79 [45] Sandmann, G., (2001) Carotenoid biosynthesis and biotechnological application Arch Biochem Biophys, 385(1): p 4-12 [46] Schmidt-Dannert, C., (2000) Engineering novel carotenoids in microorganisms Current Opinion in Biotechnology, 11: p 255-261 [47] Sieiro, C., M Poza, T de Miguel, et al., (2003) Genetic basis of microbial carotenogenesis Int Microbiol, 6(1): p 11-6 [48] Slavin, M, Z Cheng, M Luther, et al., (2009) Antioxidant properties and phenolic, isoflavone, tocopherol and carotenoid composition of Marylandgrown soybean lines with altered fatty acid profiles Food Chemistry, 114(1): p 20-27 [49] Smith, T A., (1998) Carotenoids and cancer: prevention and potential therapy Br J Biomed Sci, 55(4): p 268-75 [50] Trutko, S M., V A Shcherbakova, I V Ivanova, et al., (2008) Interrelation between the pathways of isoprenoid biosynthesis and carbon source catabolism in anaerobic and facultatively anaerobic bacteria] Mikrobiologiia, 77(3): p 303-10 [51] Veiga-Crespo, P., L Blasco, F R Santos, et al., (2005) Influence of culture conditions of Gordonia jacobaea MV-26 on canthaxanthin production International Microbiology 8: p 55-58 [52] Vuong Nguyet Minh, T M Ngoc, P T Thuy, (2005) Microencapsulation of β-carotene synthesized by Blakeslea trispora in Regional Symposium on Chemical Engineering [53] Yoon, J H., I G Kim, K H Kang, et al., (2004) Bacillus marisflavi sp nov and Bacillus aquimaris sp nov., isolated from sea water of a tidal flat of the Yellow Sea in Korea Int J Syst Evol Microbiol, 53: p 1297-1303 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I THƠNG TIN CÁ NHÂN ọ tên: VŨ THANH THẢO Phái: Nữ Ngày sinh: 09/10/1984 Nơi sinh: Hải Dương Địa liên lạc: 8484/1P Hậu giang, Phường 12, Quận 6, Tp.HCM Điện thoại: 0985353384 Cơ quan công tác: Khoa Dược, Đại học Y Dược, Tp HCM Điện thoại: 08 38295641 - 127 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 2002 đến năm 2007: Sinh viên trường Đại học Bách Khoa, Tp HCM Hệ đào tạo: Chính qui 4,5 năm Chun ngành: Cơng nghệ Sinh học Từ năm 2008 đến nay: Học viên cao học trường Đại học Bách Khoa, Tp HCM Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số học viên: 03108146 III Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ năm 2007 đến nay: Cơng tác Khoa Dược, Đại học Y Dược, Tp HCM ... TÀI: KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CHỦNG BACILLUS MARISFLAVI DD1. 1 ĐỂ THU NHẬN CAROTENOID II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:   Khảo sát điều kiện phát triển tối ưu chủng B marisflavi DD1. 1 Khảo sát đường... đề tài: ? ?Khảo sát điều kiện nuôi cấy chủng Bacillus marisflavi DD1. 1 để thu nhận carotenoid? ?? với nội dung cụ thể sau: Mở đầu  Khảo sát điều kiện phát triển tối ưu chủng DD1. 1  Khảo sát môi trường... trưởng chủng DD1. 1 với hàm hượng carotenoid sinh môi trường TSB  Khảo sát môi trường thay TSB cho việc thu nhận carotenoid chủng DD1. 1  Khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến tích tụ carotenoid DD1. 1